小麦对PAEs污染的防御应答机制

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本论文以潮土为试验土壤,小麦为试材,从生理水平、细胞水平系统研究了不同生长季小麦对PAEs的防御应答规律,从而揭示小麦对PAEs防御应答的可能机理。研究结果如下:(1)DBP、DEHP胁迫诱导下小麦生理水平的防御应答DBP、DEHP胁迫下苗期、拔节期和孕穗期小麦的净光合速率(Pn),最大光化学效率(Fv/Fm),电子传递速率(ETR),叶绿素a与总叶绿素含量以及生物量降低,而胞间二氧化碳浓度(Ci)增加且孕穗期叶绿素b和气孔导度(Gs)无显著变化。结果表明小麦的PSII反应中心遭到破坏,导致了由激发态回到稳态的叶绿素a分子含量降低,由以上非气孔因素导致Pn的降低并体现在生物量的减少上。小麦生物量的降低是因为DBP和DEHP干扰了卡尔文-本森循环中酶的合成。(2)DBP、DEHP胁迫诱导下小麦细胞抗氧化防御应答DBP和DEHP胁迫下,苗期、拔节期和孕穗期小麦叶片和根部和成熟期小麦籽粒中超氧阴离子自由基(O2·-)产生速率以及H2O2含量均随污染物浓度的增加而增加;苗期小麦叶片和根部中细胞色素(P450)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的酶活性均随DBP和DEHP胁迫浓度的增加呈先上升后降低的趋势,拔节期和孕穗期小麦叶片和根部、成熟期小麦籽粒中P450、SOD、CAT、GPX和APX酶活性均随DBP和DEHP胁迫浓度的增加而增加。说明随着DBP、DEHP胁迫浓度增加,苗期小麦根和叶细胞损伤加重;拔节期和孕穗期小麦根和叶细胞损伤逐渐减轻;小麦籽粒胚乳细胞中并没有因ROS的产生发生编程死亡(PCD)。不同时期小麦体内丙二醛(MDA)含量均随着DBP、DEHP浓度增加而增加。(3)DBP、DEHP在小麦体内的转运和代谢苗期、拔节期、孕穗期小麦叶片、根部和成熟期籽粒中DBP和DEHP的浓度与胁迫浓度呈正相关;叶片和根部中DBP和DEHP含量与小麦的生长时间呈负相关。苗期和拔节期,DEHP从根部到叶片的迁移系数(TF)值要大于DBP,孕穗期则相反。随着小麦的生长,其叶片和根部中DBP和DEHP的单酯代谢物MBP和MEHP的含量呈先升高后降低的变化趋势。DBP和DEHP的代谢主要发生在拔节期-孕穗期阶段,DEHP在叶片中的代谢速度要高于根部,DBP反之。在相同的DBP、DEHP浓度胁迫下,DBP及其代谢物在小麦籽粒中的含量大于DEHP。
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